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- 2021-05-26 发布
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高一期末考试物理试题
一.选择题(1-7题为单选,8-14题为多选,每题均为3分,选不全得2分)
1.如图,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g。在此过程中,外力做的功为( )
A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl
2.如图所示,光滑斜面放在水平面上,斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的重球。当整个装置沿水平面向左减速运动的过程中,关于重球所受各力做功情况的说法中错误是( )
A.重力不做功
B.斜面对球的弹力一定做正功
C.挡板对球的弹力可能不做功
D.挡板对球的弹力一定做负功
3.如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )
A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR
4.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点,( )
A.P球的速度一定大于Q球的速度
B.P球的动能一定小于Q球的动能
C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
5.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一个固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则( )
A.θ增大,E增大 B.θ增大,EP不变
C.θ减小,EP增大 D.θ减小,E不变
6.如图所示,实线表示某电场的电场线(方向未标出),虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹,设M点和N点的电势分别为φM、φN,粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN,速度大小分别为vM、vN,电势能分别为EPM、EPN.下列判断正确的是( )
A.vM<vN,aM<aN B.vM<vN,φM<φN
C.φM<φN,EPM<EPN D.aM<aN,EPM<EPN
7.如图所示,匀强电场的电场强度大小为200V/m,AB两点间距离为20cm,AB连线与电场夹角为60°,则UAB的值为( )
A.﹣40V B.﹣20V C.20V D.40V
8.如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球,在水平拉力F作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中( )
A.小球的机械能保持不变
B.小球受的合力对小球不做功
C.水平拉力F的瞬时功率逐渐减小
D.小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大
9.如图所示,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小g。物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( )
A.动能损失了2mgH B.动能损失了mgH
C.机械能损失了mgH D.机械能损失了
10.如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则( )
A.a落地前,轻杆对b一直做正功
B.a落地时速度大小为
C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g
D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
11.如图所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m、电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零。以下说法正确的是( )
A.小球重力与电场力的关系是mg=Eq
B.小球重力与电场力的关系是Eq=mg
C.球在B点时,细线拉力为T=mg
D.球在B点时,细线拉力为T=2Eq
12.如图所示,真空中M、N点处固定有两等量异种点电荷,其连线的中点为O,实线是连线的中垂线,A、B、C、D分别是连线及延长线和中垂线上的点,其中B、D分别是MO和ON的中点,且AO=3BO,取无穷远处电势为零,则( )
A.A点电势比B点电势低
B.B点和C点电场强度方向相同
C.B、O两点电场强度大小之比为20:9
D.若把单位正电荷从O点移到D点,电场力做功为W,则D点电势为W
13.如图所示,一带电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场,入射方向与电场线垂直.粒子从Q点射出电场时,其速度方向与电场线成30°角.已知匀强电场的宽度为d,P、Q两点的电势差为U,不计重力作用,设P点的电势为零.则下列说法正确的是( )
A.带电粒子在Q点的电势能为﹣Uq
B.带电粒子带负电
C.此匀强电场的电场强度大小为E=
D.此匀强电场的电场强度大小为E=
14.如图所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹。设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB,电势能分别为EpA、EpB.下列说法正确的是( )
A.电子一定从A向B运动
B.若aA>aB,则Q靠近M端且为正电荷
C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有EpA<EpB
D.B点电势可能高于A点电势
三.实验题(共4小题,共18分)
15.利用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
(1)已知打点计时器所用电源的频率为f,重物的质量为m,当地的重加速度为g,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,把打下的第一个点记作O,在纸带上测量四个连续的点A、B、C、D到O点的距离分别为hA、hB、hC、hD,则重物由O点运动到C点的过程中,计算重力势能减少量的表达式为△Ep= ,计算动能增加量的表达式为△Ek= 。
(2)由实验数据得到的结果应当是重力势能的减少量 动能的增加量(选填“大于”、“小于”或“等于”),原因是 。
(3)小红利用公式vC=计算重物的速度vc,由此计算重物增加的动能△Ek=mvC2,然后计算此过程中重物减小的重力势能△EP,则结果应当是△EP (选填“>”、“<”或“=”)△Ek。
16.某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功。实验时,木块在重物牵引下向右运动,重物落地后,木块继续向右做匀减速运动。图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带,纸带上的小黑点是计数点,相邻的两计数点之间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz。
(1)可以判断纸带的 (填“左端”或“右端”)与木块连接。根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度vA、vB,其中vA= m/s。(结果保留两位有效数字)
(2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB,还应测量的物理量是 。(填入物理量前的字母)
A.木板的长度l B.木块的质量m1
C.木板的质量m2 D.重物的质量m3
E.木块运动的时间t F.AB段的距离xAB
(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的表达式WAB= 。(用vA、vB和第(2)问中测得的物理量的符号表示)
17.某同学用如图甲所示的电路测量一个电容器的电容,图中R为20kΩ的电阻,电源电动势为6.0V,内阻可不计。
①实验时先将开关S接1,经过一段时间后,当电流表示数为 μ
A时表示电容器极板间电压最大。
②将开关S接2,将传感器连接在计算机上,经处理后画出电容器放电的 i﹣t图象,如图乙所示。由图象可知,图象与两坐标轴所围的面积表示电容器放出的电荷量。试根据 i﹣t图象,求该电容器所放出的电荷量q= C;该电容器的电容c= μF.(计算结果保留两位有效数字)。
18.如图所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。
(1)使电容器带电后与电源断开
①上移左极板,可观察到静电计指针偏转角 (选填变大,变小或不变);
②将极板间距离减小时,可观察到静电计指针偏转角 (选填变大,变小或不变);
③两板间插入一块玻璃,可观察到静电计指针偏转角 (选填变大,变小或不变)。
(2)下列关于实验中使用静电计的说法中正确的有
A.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
B.使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况
C.静电计可以用电压表替代
D.静电计可以用电流表替代。
四.计算题(共4小题)
19(10).如图所示,水平面与竖直面内半径为R的半圆形轨道在B点相切.一个质量为m的物体将弹簧压缩至离B点3R的A处由静止释放,物体沿水平面向右滑动,一段时间后脱离弹簧,经B点进入半圆轨道时对轨道的压力为8mg,之后沿圆形轨道通过高点C时速度为.物体与水平面间动摩擦因数为0.5,不计空气阻力.求:
(1)经B点时物体的向心力大小;
(2)离开C点后物体运动的位移;
(3)弹簧的弹力对物体所做的功.
20(10).如图所示,离子发生器发射一束质量为m,电荷量为+q的离子,从静止经PQ两板间的加速电压加速后,以初速度v0再从a点沿ab方向进入一匀强电场区域,abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界,已知正方形的边长为L,匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d.
(1)求加速电压U0;
(2)若离子恰从c点飞离电场,求ac两点间的电势差Uac;
(3)若离子从abcd边界上某点飞出时的动能为mv02,求此时匀强电场的场强大小E.
21(10).如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间的距离为d,上板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g)。求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间。
22(10).如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小。
高一物理期末考试题答案
一.
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
A
C
C
C
D
D
C
BD
AC
BD
BC
BC
AC
AC
二.实验题(共4小题)
15. (1)mghC;;(2)大于;重物与纸带克服空气与摩擦阻力做功,导致少部分重力势能转化为内能;(3)=。
16.(1)右端,0.72;(2)B;(3)。
17.:①0;②9.0×10﹣10;1.5×10﹣4
18.:(1)变大,变小,变小 (2)A。
三.计算题(共3小题)
19.解:(1)物块对轨道的压力F1,轨道对物体的支持力F2,由牛顿第三定律知:
F1=F2
对物块在B点受力分析,由向心力公式和牛顿第二定律得:
F向心力=F2﹣mg=7mg
(2)离开C点后物体做平抛运动:
竖直方向:y=2R=
水平方向:vC=
x=vCt=2R
总位移x位==2R,方向与水平面成45°的角斜向左下方.
(3)物体从A到B过程中:
Wf=μmgxAB=1.5mgR
对物块在B点受力分析:
F向心力=m
物块在B点动能EkB=m=3.5mgR
设弹簧的弹力对物体所做的功为WF,物块从A到B用动能定理:
WF﹣Wf=m﹣0
WF=5mgR
答:(1)经B点时物体的向心力大小为7mg;
(2)离开C点后物体运动的位移大小为2R,方向与水平面成45°的角斜向左下方;
(3)弹簧的弹力对物体所做的功为5mgR.
20.解:(1)对直线加速过程,根据动能定理,有:
解得:
(2)设此时场强大小为EC,则:
ab方向,有:L=v0t
ad方向,有:L=
又Uac=Edac=EL,
解得:Uac=
(3)根据Ek=m可知,离子射出电场时的速度v=v0,方向与ab所在直线的夹角为45°,即vx=vy,根据x=vxt,v=可得x=2y,则离子应该从bc边上的某点飞出.
ab方向,有:L=v0t
ad方向,有:y=
解得:y=
根据动能定理,有:
Eqy=m﹣
解得:E=
答:(1)加速电压U0为;
(2)ac两点间的电势差Uac为;
(3)此时匀强电场的场强大小E为.
21. 解:(1)由v2=2gh
解得:
(2)对从释放到到达下极板处过程运用动能定理列式,有:
mg(h+d)﹣qEd=0
得
电容器两极板间的电压为:U=Ed
电容器所带电荷量Q=CU
得
(3)加速过程:
mgt1=mv…③
减速过程,有:
(mg﹣qE)t2=0﹣mv…④
t=t1+t2…⑤
联立①②③④⑤解得:
t=
答:(1)小球到达小孔处的速度为;
(2)极板间电场强度大小为,电容器所带电荷量为;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间为。
22. 解:(1)设滑块到达C点时的速度为v,
从A到C过程,由动能定理得:qE•(s+R)﹣μmg•s﹣mgR=
由题,qE=mg,μ=0.5,s=3R
代入解得,vC=
(2)滑块到达C点时,由电场力和轨道作用力的合力提供向心力,则有
N﹣qE=m
解得,N=mg
(3)重力和电场力的合力的大小为F==
设方向与竖直方向的夹角为α,则tanα==,得α=37°
滑块恰好由F提供向心力时,在圆轨道上滑行过程中速度最小,此时滑块到达DG间F点,相当于“最高点”,滑块与O连线和竖直方向的夹角为37°,设最小速度为v,
F=m
解得,v=
答:
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达与圆心O等高的C点时速度为。
(2)在(1)的情况下,滑块到达C点时受到轨道的作用力大小是mg;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小是。
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日期:2020/6/22 16:58:26;用户:姜亚妮;邮箱:cyyz243@xyh.com;学号:25108534